! 7 ,     江苏省市场监督管理局 发　布 中 国 标 准 出 版 社 出　版PID回路性能评估与优化 实施技术规范 Implementation technical specification for performance evalua ⁃ tion and optimization of PID loop 2024 -07-08 发布 2024 -08-08 实施CCS N 10 DB32/T 4822 —2024ICS 35.240.50DB32/T 4822 —2024 前言…………………………………………………………………………………………………………… Ⅲ 1 范围………………………………………………………………………………………………………… 1 2 规范性引用文件 …………………………………………………………………………………………… 1 3 术语和定义 ………………………………………………………………………………………………… 1 4 缩略语……………………………………………………………………………………………………… 2 5 总体要求 …………………………………………………………………………………………………… 2 6 实施技术流程 ……………………………………………………………………………………………… 2 7 系统功能要求 ……………………………………………………………………………………………… 5 8 考核要求 …………………………………………………………………………………………………… 5 附录 A （资料性）企业实施建议 ……………………………………………………………………………… 7 附录 B （资料性）控制回路评估与诊断明细结果表 ………………………………………………………… 8目　 次 ⅠDB32/T 4822 —2024 前 言 本文件按照 GB/T 1.1—2020《标准化工作导则　第 1部分：标准化文件的结构和起草规则 》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。 本文件由江苏省应急管理厅提出并组织实施 。 本文件由江苏省安全生产标准化技术委员会归口 。 本文件起草单位 ：江苏省化工本质安全研究院 、南京工业大学 、中控技术股份有限公司 。 本文件主要起草人 ：姜岷、张泉灵、薄翠梅、李俊、张登峰、朱桂明、费兆阳、张宁、王家栋、童不凡、 朱倩、张奎奎、周通、刘灿灿、王梦丹、王村松、常璐璐、魏翠、刘蕴文、喻果、赵涛、何文敏、朱明。 ⅢDB32/T 4822 —2024 PID回路性能评估与优化 实施技术规范 1 范围 本文件规定了单回路 PID性能评估与优化实施的总体要求 、实施技术流程 、系统功能要求和考核 要求。 本文件适用于已采用 DCS控制系统实施生产过程控制的化工连续生产过程 。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件 ；不注日期的引用文件 ，其最新版本 （包括所有的修改单 ）适用于本 文件。 GB/T 32854 .1 工业自动化系统与集成　制造系统先进控制与优化软件集成　第 1部分：总述、概 念及术语 GB/T 32854 .2 自动化系统与集成 制造系统先进控制与优化软件集成　第 2部分：架构和功能 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 。 3.1 控制回路 control loop 通过测量和调节关键参数来实现对生产过程控制的闭环系统 。 注： 包括但不限于传感器 、执行机构 、控制器和被控对象 。 3.2 PID回路 PID loop 采用 PID算法的负反馈闭环控制回路 。 3.3 装置自控率 device automatic control rate 装置实际投用自控回路数与在用回路数的比值 。 注： 以%表示。 3.4 回路自控率 loop automatic control rate 评估时段内回路处于自控状态的总时长与投用总时长的比值 。 注： 以%表示。 3.5 平稳状态 steady state 被控参数的测量值与设定值的偏差满足工艺要求 。 1DB32/T 4822 —2024 3.6 装置平稳率 device stable rate 装置满足平稳状态的控制回路数与参与统计的控制回路数比值 。 注： 以%表示。 3.7 回路平稳率 loop stable rate 评估时段内回路处于平稳状态的总时长与投用总时长的比值 。 注： 以%表示。 3.8 参数优化 control parameter optimization 通过优化改变控制单元参数 ，以改善控制回路的动态 、静态特性 ，求取较佳的控制效果的过程 。 4 缩略语 下列缩略语适用于本文件 。 APC：先进过程控制 （Advanced Process Control ） DCS：集散控制系统 （Distributed Control System ） OLE：对象链接和嵌入 （Object Linking and Embedding ） OPC：过程控制的对象链接与嵌入 （OLE for Process Control ） OPC AE ：基于 OLE技术的报警和事件管理规范 （OPC Alarms and Events ） OPC DA ：基于 OLE技术的数据访问规范 （OPC Data Access ） PID：比例 ⁃积分 ⁃微分（Proportional⁃Integral⁃Derivative ） 5 总体要求 5.1 实施目标 5.1.1 搭建企业 PID回路性能评估与优化系统 。企业实施建议见附录 A。 5.1.2 评估 PID回路的性能 ，包括但不限于自控率 、平稳率。 5.1.3 诊断 PID回路性能不达标的原因 ，形成“控制回路评估与诊断明细结果表 ” （见附录 B） ，确定参数 可优化的 PID回路。 5.1.4 优化 PID回路的参数 。 5.2 优化目标 5.2.1 装置自控率 ≥95%，装置平稳率 ≥95%。 5.2.2 回路自控率 ≥95%，回路平稳率 ≥95%。 6 实施技术流程 6.1 通则 PID回路性能评估与优化实施过程 ，如图 1所示，包括系统部署 、性能评估 、问题诊断和参数优化 。 2DB32/T 4822 —2024 图1　PID回路性能评估与优化实施技术流程图 6.2 系统部署 系统软硬件宜按照如下过程进行安装 、配置： a）安装 PID回路性能评估与优化系统的硬件设备 ，采用如图 2中架构； b）在PID工作站内安装 PID回路性能评估与优化系统的软件 ； c）配置 OPC服务器及防火墙 ，实现 PID回路性能评估与优化系统的软件与 DCS系统通信 ，并禁 止从 PID工作站向 DCS自动下写数据 ； 3DB32/T 4822 —2024 d）配置 PID回路性能评估与优化系统的组态 ，采集 DCS系统中所需的运行数据 。 图2　PID回路性能评估与优化系统网络架 构图 6.3 性能评估 6.3.1 概述 性能评估包括装置评估与回路评估 。 6.3.2 装置评估 每个周期内对待评估装置计算装置自控率 、装置平稳率 、装置周期自控率和装置周期平稳率 。 a）　实时统计 PID回路总数 （nm） 、投自动的 PID回路总数 （na） （不包括不参与统计但是处于自动状 态的 PID回路） 、不参与统计的 PID回路数（ne） ，实时计算装置自控率 η1，如式（1）所示。 η1=na nm-ne×100% ………………………… （ 1 ） b）　实时统计处于平稳状态的 PID回路数（ns） （不包括不参与统计的 PID回路） ，实时计算装置平 稳率η2，如式（2）所示。 η2=ns nm-ne×100% ………………………… （ 2 ） c）　统计评估时段内回路自控率不低于 95%的回路数 (na95%)，计算装置周期自控率 η3，如式（3） 所示。 η3=na95% nm-ne×100% ………………………… （ 3 ） d）　统计评估时段内回路平稳率不低于 95%的回路数 (ns95%)，计算装置周期平稳率 η4计算，如式 （4）所示。 η4=ns95% nm-ne×100% ………………………… （ 4 ） 6.3.3 回路评估 每个周期内对所有待评估回路依次计算回路自控率与回路平稳率 ： a）　确定回路评估时段 （Tt） ，统计在Tt时段内回路处于自控状态的时长 （Ta） ，实时计算回路自控率 η5，如式（5）所示。 4DB32/T 4822 —2024 η5=Ta Tt×100% ………………………… （ 5 ） b）　统计在 Tt时段内回路处于平稳状态的时长 （Ts） ，实时计算回路平稳率 η6，如式（6）所示。 η6=Ts Tt×100% ………………………… （ 6 ） 6.4 问题诊断 根据评估结果 、手/自动状态并结合工艺需求给出回路诊断结果 ，包括“可优化” “无需优化 ”和“不计 入统计” ，依据上述诊断结果更新回路组态信息 ，给出执行机构 、仪表维护及 PID参数优化的性能提升 建议。 6.5 参数优化 6.5.1 对诊断结果为可优化的 PID回路，采用 PID参数优化整定功能开展参数优化 ，给出优化后的 PID 参数值。经工艺工程师和仪表控制工程师确认后 ，由仪表控制工程师手动更新到 DCS系统中。 6.5.2 参数优化过程中应考虑安全性问题